JPH0261054A - 内面酸化された管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野１ 本発明は、銅または銅合金より成る、特に衛生分野で用
いる為の内面酸化された管に関する。

更に、本発明は内面酸化された管を製造する方法に関す
る。

［従来技術１ 銅または銅合金より成る管は、衛生分野、例えば冷水お
よび温水の為の配管として、また凝縮装置および熱交換
器でも使用される。腐食の害、特に局所的なピンホール
の発生を回避する為に、管の内面に炭素を沈積させる傾
向のある延伸油（Ｚｉｅｈｏｅｌ）残渣を焼き鈍し前に
脱脂剤によって、例えば有機溶剤、例えばトリーまたは
パークロロエチレンによって充分に脱脂することが既に
提案されている。

別の方法は、焼き鈍しを還元性雰囲気で実施することお
よび次いで管の内面から、生じた炭素膜を噴射剤によっ
て除くことより成る。この場合には管の中に噴射剤が加
圧空気または加圧水によって導入される。

更に、ドイツ特許出願公開第３．００４，４５５号明細
書から、熱処理を管の脱脂処理の後に酸素含有雰囲気、
例えば酸素、ヘリウムおよびアルゴンより成る特定のガ
ス混合物中で実施することによって低い残留炭素含有量
に調整することは公知である。しかしながら酸化性条件
のもとての熱処理の際に−特にこの熱処理を定常的に実
施する場合に一１発生する酸化物層が付着し難く、比較
的厚くそして場合によっては多孔質であるという危険が
ある。これによってマイナスの効果を、なかでも腐食挙
動についても避けることができない。更に０．２μｍと
同じかまたはより厚い厚さを持つ酸化物層は、管の後続
の加工の際に、例えば曲げる際に簡単にヒビ割れが生じ
るかまたは剥離が生じ得る。

同様な問題は、管を半硬化状態にする為の酸化条件のも
とでの熱処理の後で断面の縮小加工に委ねなければなら
ない場合にある。次いでこの変形力が同様に、内面に生
じる酸化物層のヒビ割れおよび剥離をもたらす。剥離し
たこの酸化物は次いで取り付は設備の個々の装置の内面
に妨害をもたらし得る。

本発明の課題は、局所的ピンホール腐食に対して非常に
安定しており且つ内面に存在する酸化物が不利な形成物
によってまたは剥離によって管の腐食安定性または配管
設備の機能的安全性にマイナスの効果をもたらさない銅
−または調合金製の内面酸化された管を提供することに
ある。

この課題は本発明に従って、ベース金属に付着した酸化
物層の厚さが０．０１〜０．２μｍでありそして核層が
、管を延伸または曲げることによって成形する時でも末
だヒビ割れがなく且つ剥離を示さないことを特徴とする
、上記内面酸化された管によって解決される。本発明の
有利な別の実施形態は特許請求の範囲第２〜７項以下に
記載しである。

内面酸化された管を製造する特に有利な方法は、特許請
求の範囲第８項の特徴部分に記載しである。

この方法に従って製造される内面酸化された管は、この
場合、好ましくは０．０３から０．１　μｍ未満の範囲
内にある酸化銅層の厚さを持つ。

この方法にて、上記の範囲内にあるほぼあらゆる値を方
法パラメーターの変更によって調製することが非常に正
確に可能である。この場合、製造における当業者は、焼
き鈍し処理の為のそれぞれの作業条件、特に酸化条件の
もとての焼き鈍し処理の期間並びにこの目的に必要とさ
れるガス混合物の組成および圧力を決めることができる
。管を経済的に製造する為並びに管内面に酸化物付着物
を同時に形成する為には、流れの中で焼き鈍し処理する
こと、即ち、連続的方法で実施することが必要な方法上
の要件である。

驚くべきことに実験の際に、業界の従来の見解に反して
管内面に非常に薄い酸化物層厚がピンホール腐食に対す
る充分な保護を保証することを見出した。２０χまでの
断面変形の後または１８０°までの極端に曲げた後でも
、腐食挙動の悪化は生じない。

管の内面の酸化物層がヒビ割れまたは剥離によって損傷
を持つかどうかは、裸眼で容易に確かめることができる
。これらの実験の為に、管を長手方向で切断し、その後
にこれらを予め予備成形する。例えば１８０°まで曲げ
る。酸化物層は、管の内面が変形後にヒビ割れまたは剥
離によって損傷の徴候を示さない場合に、ベース金属に
付着していると言える。

ラスター・スクリーン電子顕微鏡（Ｒａｓ　ｔｅｒｅｌ
ｅｋｔｒｏｎｅｎｍｉｋｒｏｓｋｏｐｓ）によるベース
金属の上に存在する酸化物層の観察にて、酸化銅結晶の
粒度が０．０５μｍの値を超えないことが判る。酸化物
層の視覚的外観像は従来に実験した管内面と反対に非常
に均一な表面に特徴がある。この酸化物層は淡い赤色を
有しており且つ入射光の場合に高い屈折力を示す。更に
、酸化物層の結晶がＣＬＩ２０　（赤銅鉱）より成りそ
して好ましくは配向した（１．１．１）〜構造を持つこ
とが確認できた。

図面は、管内面に付着したＣｕｚｏ−層を１０，０００
倍の倍率で示している。この場合、層の極めて均一な表
面をあるいは表面の小さい粗面度を認めることができる
。

従来、酸化物層の厚さと管の内面の残留炭素含有量との
間には簡単な関係があることから出発している： 即ち、酸化物層が薄く形成されていればいる程、残留炭
素含有量もますます少ない。従来、０．０３ｍｇ／ｄｍ
”以下の値に残留炭素含有量を減らすことは、既に、酸
化条件のもとで焼き鈍しする前に管内面の極めて費用の
掛かる脱脂によってのみ達成することができた。この場
合、酸化焼き鈍し自体は、ヘリウムおよびアルゴンより
成る約８５χの貴ガス混合物を含有する雰囲気で実施し
なければならない。

本発明の内面酸化された管は、腐食損傷を避ける為に、
０．（１５ｍｇ／ｄｍ”と同じかまたはそれより少ない
残留炭素含有量を必然的に必要としてぃないことが現在
は判っている。反対に、酸化の均一性および薄い厚さが
重要であり、この場合には層厚は０．２μｍ以下、殊に
０．１μｍ以下である。

本発明に従い内面酸化された管を製造する為には、最初
に環状で存在する銅管の内面、例えば燐脱酸素した銅よ
り成る管の内面をドイツ特許出願公開第３，２０７，１
３５号明細書に記載されているような方法で脱脂処理す
る。管内面の残留脂肪含有量は酸化的焼き鈍し処理の前
に０．４ｍｇ／ｄｍ”以下の値である。ガス透過性連結
部分と互いに末端で連結された鋼管の個々の管の長さは
、連続的な流れにおいて６００〜７３０℃の範囲内にあ
る抵抗熱または誘導熱によって焼き鈍す。その際管の内
面に制御されたガス混合物を導入する。５０〜２２０　
ｖａ／分の間に固定できる通過速度並びに管の断面積に
依存して、管の内面の雰囲気を調節する。このガス混合
物は５〜約１５容量χの酸素および８５〜９５容量χの
不活性ガス、例えば価格的に有利な窒素ガスより成るの
が有利である。パラメーターの温度および焼き鈍し通過
速度並びにガス混合物の酸素含有量を恒常的に制御する
ことによって、厚さが意図する範囲内にある非常に均一
な酸化銅層とすることができた。

実施した一連の実験の結果として、ベース金属に付着し
た酸化銅の特に有利な層厚さが実質的に０．０３〜０．
０９μｍの範囲内にあることが確認されている。この薄
い酸化銅被覆の完全な付着は、銅管が２０χまで断面変
形するかまたは１８０°程曲げた時でも維持されたまま
である。酸化物層における剥離またはヒビ割れは変形後
に裸眼でも４０倍の倍率での顕微鏡でも確認することが
できる。

銅酸化物の良好な付着は、半硬化銅製管を製造するべき
場合にも特に重要である。“半硬化”状態に調整する為
には、軟化焼き鈍しした鋼管を即ち断面縮小変形しなけ
ればならなず、その際にこれを例えば１８＋ｎｍの直径
寸法から１５ｍｍの直径に引き伸ばす。過酷に引き伸ば
した銅管は、引っ張り段階の間に再結晶焼き鈍し処理を
差し挟むことなしに、一般に所望の目的寸法に成形され
る。管のめ面に薄い酸化銅付着物を形成する為には、機
械的性質が不利に変化しないように約２５０℃の温度で
短時間熱処理する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）銅または銅合金より成る、特に衛生分野で用いる為
   の内面酸化された管において、ベース金属に付着した酸
   化物層の厚さが０．０１〜０．２μｍでありそして該層
   が、管を延伸または曲げることによって成形する時でも
   未だヒビ割れがなく且つ剥離を示さないことを特徴とす
   る、上記内面酸化された管。 ２）酸化銅層が０．０３と０．１μｍ未満との間の厚さ
   を有する請求項１に記載の内面酸化された管。 ３）層中の酸化銅結晶の最大粒度が０．０５μｍである
   請求項１または２記載の内面酸化された管。 ４）酸化銅結晶が配向した（１，１，１）構造を持つ請
   求項３に記載の内面酸化された管。 ５）最後の成形段階の後に軟化焼鈍した状態にある請求
   項、１〜４の何れか一つに記載の内面酸化された管。 ６）半硬化状態で存在する請求項１〜４の何れか一つに
   記載の内面酸化された管。 ７）硬化延伸した状態で存在する請求項１〜４の何れか
   一つに記載の内面酸化された管。８）請求項１に記載の
   内面酸化された管を製造するに当たって、以下の方法段
   階： 溶剤での脱脂処理 約６００〜７３０℃の温度範囲および５０〜２２０ｍ／
   分の通過速度での連続的焼き鈍し処理、但し管の直径お
   よび通過焼き鈍し処理の速度に依存して 管の内面において、１〜２５容量％、殊に５〜１５容量
   ％の酸素および７５〜９９容量％、殊に約８５〜９５容
   量％の不活性ガスより成る焼き鈍し雰囲気に調整する ことを特徴とする、内面酸化された管の製造方法。 ９）不活性ガスとして窒素を用いる請求項８に記載の方
   法。 １０）請求項１に記載の内面酸化された管を０．１５ｍ
   ｇ／ｄｍ＾２以下の残留炭素含有量および０．０３〜０
   ．０９μｍの酸化銅層厚を有するピンホール腐食安定性
   の配管として用いる方法。